一种FFT和CZT联合的快速高精度频率估计算法

频率估计在通信信号侦察中占有重要地位,CZT算法以其直接、快速、经济的特点适用于当前对频率估计快速、高精度的要求.分析了CZT算法的特点,提出一种联合FFT和CZT的快速高精度算法.通过比较该算法与直接进行FFT计算的运算量,证明了联合算法的优点,并通过MATLAB仿真加以验证.     

先验知识在压缩感知求解电磁场问题中的应用

快速求解三维目标宽角度电磁散射问题一直都是计算电磁学中的一个难点问题.前期研究表明：在传统矩量法中引入压缩感技术后可仅通过数次观测还原出全部入射角度下的电流,从而有效减少计算量.为获取应用压缩感知时所需的观测次数并讨论合适的稀疏变换选择,本文提出一种基于物理光学法的先验技术.该技术可对宽角度下电流系数的投影稀疏度及相应的观测次数进行预估,为利用压缩感知求解宽角度问题的快速算法特别是稀疏转换基的选择提供了先验知识,在实际计算前确定了相关参数,从而为该快速算法应用于工程实践奠定了良好基础.     

基于并行双尺度射线追踪的海面电磁散射计算

利用一种基于双尺度模型(Two Scale Model, TSM)的射线追踪(Ray Tracing, RT)算法(TSM-RT)快速计算电大尺寸海面电磁散射, 与传统的射线追踪算法相比, 该算法能够有效减少射线与面元的求交次数, 提高了计算效率.同时, 为了进一步减少计算时间, 利用图形处理单元(Graphics Processing Unit, GPU)强大的并行处理能力对TSM-RT算法进行加速.计算结果表明:基于GPU的并行TSM-RT算法与基于CPU的串行TSM-RT算法相比计算时间有了很大程度的减少, 获得了很好的加速效果.     

离散傅里叶变换的算术傅里叶变换算法

离散傅里叶变换(DFT)在数字信号处理等许多领域中起着重要作用.本文采用一种新的傅里叶分析技术—算术傅里叶变换(AFT)来计算DFT.这种算法的乘法计算量仅为O(N);算法的计算过程简单,公式一致,克服了任意长度DFT传统快速算法(FFT)程序复杂、子进程多等缺点;算法易于并行,尤其适合VLSI设计;对于含较大素因子,特别是素数长度的DFT,其速度比传统的FFT方法快;算法为任意长度DFT的快速计算开辟了新的思路和途径.     

基于动态交换策略的快速多目标粒子群优化算法研究

本文提出了一种基于动态交换策略的快速多目标粒子群优化算法,通过把初始种群分割成Pareto和Non_Pareto集合,并在迭代过程中对Pareto解集进行动态调整,从而较好地完成了多目标优化算法对Pareto解集的搜索和逼近.实验和应用实例均表明了该算法的有效性和快速性,并通过性能指标ER的计算验证了本算法优于某些同类的多目标优化算法.     

星地双基合成孔径雷达聚束模式快速BP算法

该文提出了一种应用于双基合成孔径雷达聚束模式的快速反向投影(FBP)算法,该算法在距离向压缩上使用地面接收器的同步信道作为回波信号的距离向匹配滤波器,在方位向压缩上采用2 次相位校正降低快速BP 算法中的近似误差对成像造成的影响,算法的计算复杂度为O(N2.5)。最后利用仿真数据和实测数据在图形处理器(GPU)上对该算法进行了验证。      

一种快速光刻模拟中二维成像轮廓提取的新方法

在一种新颖的快速光刻模拟算法的基础上,提出了一种新的基于稀疏空间点光强计算的二维成像轮廓提取算法.该算法能够根据版图特点合理选择采样线的位置,有效地确定轮廓线存在的范围,并根据在采样线上光强单调分布的特性来快速地搜寻轮廓点.实验表明,这是一种快速高效的轮廓提取方案,能够适应光学邻近校正中巨大的运算量.     

一种快速光刻模拟中二维成像轮廓提取的新方法

在一种新颖的快速光刻模拟算法的基础上,提出了一种新的基于稀疏空间点光强计算的二维成像轮廓提取算法.该算法能够根据版图特点合理选择采样线的位置,有效地确定轮廓线存在的范围,并根据在采样线上光强单调分布的特性来快速地搜寻轮廓点.实验表明,这是一种快速高效的轮廓提取方案,能够适应光学邻近校正中巨大的运算量.     

离散余弦变换的改进的算术傅立叶变换算法

离散余弦变换(DCT)是数字图像处理等许多领域的重要数学工具.本文通过一种新的傅立叶分析技术——算术傅立叶变换(AFT)来计算DCT.本文对偶函数的AFT进行了改进.改进的AFT算法不但把AFT所需样本点数减少了一半,从而使所需加法计算量减少了一半,更重要的是它建立起AFT和DCT的直接联系,因而提供了适合用于计算DCT的AFT算法.本文推导了用改进的AFT计算DCT的算法并对算法进行了简要的分析.这种算法的乘法量仅为O(N),并且具有公式一致,结构简单,易于并行,适合VLSI设计等特点,为DCT的快速计算开辟了新的途径.     

H.264/AVC中快速1/4像素运动估计算法

提出了一种快速1/4像素的运动估计算法.该算法基于运动补偿预测误差模型,与传统的1/4像素的分层运动估计算法不同,仅通过一步计算就能直接得到1/4像素精度的运动矢量,而且完全避免了运算量很大的分数像素内插运算和整像素搜索完成后的分数像素搜索.实验结果表明,该算法在保持图像质量的前提下极大地减少了1/4像素运动估计的运算量.     

基于图像处理的建筑物振动位移测量算法

针对地震后高层建筑物结构损伤监测问题,该文提出一种基于方向码匹配(OCM)和边缘增强匹配(EEM)算法的微小位移测量算法。该算法先将原始图像梯度信息与像素强度融合,增强图像信息;采用相位相关法进行匹配运算,匹配速度比归一化互相关法提升了96.1%;最后使用亚像素插值法,使测量结果达到亚像素精度。实验结果表明,该文算法避免了OCM和EEM算法量化过程中图像梯度信息的损失,大大提高了模板匹配精度,匹配速度比OCM提升了43.3%,比EEM提升了19.6%。     

An efficient method for calculating bounces in the irregular power/ground plane structure with holes in high-speed PCBs

The eigenmode expansion method (EEM) is a convenient technique for characterizing a power/ground (P/G) plane pair structure. The requirements of the plane pair's shape, however, and a double-infinite series in its equation limit its applications. To overcome its disadvantages and extend its applications, this paper proposes some techniques for the EEM and makes some modifications to it. First, by employing the newly presented inverted composition method and the segmentation method, the improved EEM can be used to characterize a holey P/G plane pair with irregular shapes. Second, by employing a trigonometric Fourier series and a particular Pade approximation method-the /spl eta/-algorithm, the double-infinite series in EEM can be changed into a single one and its convergence can be accelerated apparently so that the computation efficiency of the EEM is greatly improved. An example is considered to compare the numerical data of the new EEM with corresponding measurement results, thus demonstrating the good accuracy. The computation time of the proposed method is compared with that of the finite-element method (FEM), which shows that the new method has higher efficiency.     

强干扰背景下相干弱信源DOA估计方法

当2个信号功率相差较大时,常规的空间谱估计算法往往不能估计出弱信源的波达方向(Direction of Arrival,DOA)。针对该问题,文中基于强干扰和弱信源对应的特征矢量具有保向正交性这一特性,提出了一种强干扰背景下相干弱信源DOA估计方法——特征矢量剔除法。相比于其他算法,该算法最大的优点是无需预知强干扰的方位及数目信息,实施简单,运算量较小。计算机仿真结果证明了所提算法的正确性和有效性。     

Efficient Fast Independent Component Analysis Algorithm with Fifth-Order Convergence

Independent component analysis (ICA) is the primary statistical method for solving the problems of blind source separation.The fast ICA is a famous and excellent algorithm and its contrast function is optimized by the quadratic convergence of Newton iteration method.In order to improve the convergence speed and the separation precision of the fast ICA,an improved fast ICA algorithm is presented.The algorithm introduces an efficient Newton's iterative method with fifth-order convergence for optimizing the contrast function and gives the detail derivation process and the corresponding condition.The experimental results demonstrate that the convergence speed and the separation precision of the improved algorithm are better than that of the fast ICA.     

含噪语音压缩感知自适应快速重构算法

本文针对含噪语音压缩感知在低信噪比时重构性能差的问题,提出了一种自适应快速重构算法。该算法将行阶梯观测矩阵与一种新型的快速重构算法结合,并根据含噪语音信号的信噪比自适应选择最佳重构参数,使得在重构语音的同时提高了重构信噪比。算法实现简单快速,且不需要预先计算信号的稀疏度。实验结果表明,自适应快速重构算法重构性能优于基追踪算法和自适应共轭梯度投影算法以及快速重构算法,重构速度略慢于快速重构算法,但快于基追踪算法和自适应共轭梯度投影算法。      

基于AdaBoost算法和人眼定位的动态人脸检测

在快速人脸检测算法中,基于AdaBoost算法的人脸检测算法得到越来越多的认可。然而,该算法在复杂环境下常有误检的情况。为了既快速又能提高检测的准确率,提出了以人眼定位的算法作为辅助的人脸检测算法。首先应用AdaBoost算法检测人脸的位置,然后再利用改进的模板匹配算法对人眼进行快速识别与定位。在人眼检测方面,利用金字塔算法加快了检测速度。实验表明,该方法可减少AdaBoost算法的误检率。     

Investigation of the Surface Removal Process of Silicon Carbide in Elastic Emission Machining

Elastic emission machining (EEM) is a precise surface preparation technique, which uses chemical reactions between the surfaces of the workpiece and fine powder particles. The purpose of this study is to clarify the surface removal process of silicon carbide (SiC) in EEM. A SiC sample with a periodic step-bunched structure was prepared as the initial surface and was flattened by EEM. Optical interferometer and atomic force microscopy (AFM) observations show that the topmost areas on the periodic step-bunched structure in contact with the powder particles are preferentially removed and surface protrusion is gradually reduced as removal depth increases. Moreover, power spectral density analyses reveal that the surface is smoothed in the spatial wavelength range from 0.07 μm to 10 μm.     

基于FGG NUFFT的穿墙成像雷达快速BP算法

针对穿墙成像雷达后向投影(Back Projection,BP)算法存在计算复杂度较高、内存需求较大等问题,本文提出了一种基于快速高斯网格化的非均匀快速傅里叶变换(Fast Gaussian Gridding Nonuniform Fast Fourier Transform,FGG NUFFT)成像算法,该算法能够有效加速BP算法。对经过联合熵值法抑制墙体杂波后得到的目标回波数据,首先将BP算法中像素点幅值与高斯核函数反卷积消除高斯平滑的影响,然后对均匀数据进行快速傅里叶变换,最后对得到的数据进行卷积运算实现对数据均匀平滑输出。该方法预先划分网格并存储系数,避免了重复运算。通过对基于时域有限差分法(Finite Different-Time Domain,FDTD)的仿真软件GprMax2D/3D所获得的穿墙雷达数据进行处理,仿真实验证明该方法在保证成像质量的情况下,有效降低计算复杂度与内存需求。     

MLFMA/VIE-MoM大型矩阵方程的快速迭代求解方法

 本文针对体积分方程矩量法(VIE-MoM)分析三维非均匀介质电磁散射问题所导出的大型矩阵方程的求解问题, 基于多层快速极子技术(MLFMA)算法研究了快速近似迭代方法.提出了一种基于MLFMA分组方案对系数矩阵进行重组并提取强耦合元素的近场预条件器的构造方法,有效地提高了广义最小余量法(GMRES)的迭代收敛速度.提出了一种在迭代计算过程中的近似矩阵向量乘积方案,明显降低了单步计算过程中MLFMA远区耦合作用的计算时间.计算实例表明,采用本文的迭代加速技术可使计算速度提高3至5倍,有效地提高了VIE-MoM大型矩阵方程的迭代求解速度.     

Fast optimal and suboptimal any-time algorithms for CDMA multiuser detection based on branch and bound

A fast optimal algorithm based on the branch-and-bound (BBD) method is proposed for the joint detection of binary symbols of K users in a synchronous code-division multiple-access channel with Gaussian noise. Relationships between the proposed algorithms (depth-first BBD and fast BBD) and both the decorrelating decision-feedback (DF) detector and sphere-decoding algorithm are clearly drawn. It turns out that decorrelating DF detector corresponds to a "one-pass" depth-first BBD; sphere decoding is, in fact, a type of depth-first BBD, but one that can be improved considerably via tight upper bounds and user ordering, as in the fast BBD. A fast "any-time" suboptimal algorithm is also available by simply picking the "current-best" solution in the BBD method. Theoretical results are given on the computational complexity and the performance of the "current-best" suboptimal solution.